Pedagogick konference oboru Biomedicnsk technik FAKULTA BIOMEDICNSKHO INENRSTV
Pedagogická konference oboru Biomedicínský technik FAKULTA BIOMEDICÍNSKÉHO INŽENÝRSTVÍ Nám. Sítná 3105, 272 01 Kladno 31. 01. 2017
17 PBBRBL Robotika v lékařství (17 ABBRBL) 1+1 – kl. z - 2 kr. – 3. r. /LS – 6. sem. – předmět PV Kauler, J.
Cíl/cíle předmětu • Seznámit studenty s uplatněním robotických principů v lékařství, tj. v medicíně a laboratorní technice. • Naučit studenty kinematickou analýzu a syntézu kinematických řetězců (Denavit-Hartenbergova notace). • Naučit studenty analýzu a syntézu dynamiky kinematických řetězců (Lagrangeovy rovnice II. druhu). • Naučit paradigmata řízení paží v souvislosti s úlohou inverzní kinematiky a inverzní dynamiky.
Vstupní požadavky předmětu • Schopnost pracovat v prostředí Matlab/Simulink • Znalost maticového počtu • Základní znalosti mechaniky
Výstupní znalosti, dovednosti, kompetence, … • Vyšetřování vztahů mezi polohou, rychlostí a zrychlením jednotlivých kinematických dvojic vůči rámu řetězce • Řešení přímá a inverzní úloha kinematiky (Jakobián robotické paže) • Řešení dynamiky otevřených řetězců - aproximace rozložení hmotnosti členů kin. řetězce, potenciální a kinetická energie řetězce. Lagrangeovy rovnice II. druhu a jejich využití pro vyjádření pohybových rovnic
Výstupní znalosti, dovednosti, kompetence, … • Student umí navrhnout paradigmata řízení robotických řetězců s využitím identifikovaných pohybových rovnic (silové řízení). • Student má znalosti o nejčastěji využívaných pohonech a senzorech využívaných při konstrukci robotických paží.
Koncepce výuky, dosavadní zkušenosti, dobrá výuková praxe • Přednášky a cvičení jsou koncipovány provázaně tak, aby cvičení dokazovali a ověřovali teoretické znalosti z přednášek • Numerická cvičení jsou koncipována v prostředí Matlab a Simulink, protože se jedná o maticové počty nad symbolickými proměnnými a symbolické derivace matic. • Ve cvičeních je sledována ucelená metodologie návrhu protézy paže/nohy, získání jejího dynamického modelu a následné řízení modelu vhodným maticovým regulátorem, který generuje vhodné momenty v kloubech.
Doporučení, „požadavky“ na ostatní předměty • Studentům by se hodila znalost „symbolic“ toolboxu z Matlabu a využití uživatelsky definovaných funkcí v Simulinku, které by mohli znát z předmětů Práce s programovými prostředky (Matlab) aj.
Sdělení na závěr (poznatek k reakreditaci, …) • Pokud by se objevili v reakreditovaných předmětech oblasti zabývající se návrhem protéz končetin, vytváření pomůcek pro hendikepované apod. , může dojít k úpravám i v tomto předmětu pro zajištění vzájemné návaznosti.
- Slides: 9